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浅谈开关型表面活性剂的性能及应用进展
时间:2020-06-12 09:10:35来源:汉斯出版社
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提要:表面活性剂是指分子结构中含有固定的非极性亲油基团和极性亲水基团的两亲性化合物。

表面活性剂是指分子结构中含有固定的非极性亲油基团和极性亲水基团的两亲性化合物,能够在气液、固液界面形成定向排列,溶液中加入少量即可显著下降溶液表面张力,有效改变界面物理化学性质。因此广泛应用于日常生活、工农业及高新技术等领域,已成为各国化学工艺的重要产业之一。

(图片来源于网络,侵删)

开关型表面活性剂是指能够通过人为的触发手段,实现表面活性剂分子结构的可逆转化,进而实现其宏观物理化学性质的可控可逆变化的新型高端表面活性剂。汉斯出版社《材料化学前沿》期刊中,有论文介绍了开关型表面活性剂的定义以及种类,并对电化学开关型、光开关型、酸碱开关型以及CO2开关型表面活性的结构以及性能进行了详细阐述,并对开关型表面活性剂的发展进行展望。

电化学开关型表面活性剂是通过电化学刺激响应方法来调节表面活性剂氧化还原状态来实现表面活性的可控。电化学开关型表面活性剂多以二茂铁衍生物为主,这主要是因为二茂铁类物质具有独特的电化学特性,二茂铁中的铁离子在氧化态呈亲水性,还原态呈疏水性,并且氧化–还原电势较低,易于调控。

光开关表面活性剂就是指一类含有特定的光敏基团,能够在光(可见光、紫外光、红外光)的激发作用下,分子结构能够发生顺反异构化、光裂解、光二聚等变化,从而改变表面活性剂的表面活性,进而起到调控表面活性剂的目的。由于此类表面活性剂的刺激响应手段无需加入其它组分,逐渐成为人们感兴趣的研究课题,在分子开关、吸附分离、乳液可控聚合、矿物浮选及药物可控释放等领域具有重要的应用价值,目前研究较多偶氮苯类或者二苯乙烯类。

CO2/N2开关型表面活性剂是通过以通入体系的CO2/N2(Ar、空气)作为触发器来实现表面活性的启动、关闭的可逆控制,主要包括脒基、胍基、胺基表面活性剂为主。这类表面活性剂由于具有可逆可控效率高,操作方便,不向体系中添加其他物质,不会对反应体系产生影响,环境友好等独特优势,具有广阔的应用前景。

pH开关表面活性剂又称作酸碱开关型表面活性剂,这类表面活性剂分子结构中由于具有能够离子化的酸/碱性基团(如-COOH、-NH2、-ArOH、-OPO3H2、-PO3H2),因此能够与体系中的H+结合或释放,以此响应体系中pH值的变化,从而调控表面活性剂的表面活性的目的,目前,研究较多的是聚乙烯亚胺类、聚组氨酸类、聚乙二醇嵌段共聚物、聚乙烯亚胺类化合物、磺胺类等、广泛应用于基因载体、药物缓释、油水乳化等领域。

开关型表面活性剂因其独特的可控表面活性性能,解决了许多工业洗涤、化妆品行业、食品加工、药物生产、石油开采等领域的难题,成为当前表面活性剂研究的新领域。目前,由于原料成本、刺激响应条件苛刻、开关活性等问题,开关型表面活性剂的研究大多处于实验室阶段,对开关型表面活性剂结构与性能之间的规律总结以及刺激响应机理研究仍然显得不足。另外,根据目前开关型表面活性剂产品的产业化不足,产品种类匮乏、结构单一等问题,应针对不同类型开关型表面活性剂的应用领域,研究多重刺激响应表面活性剂的开发,并加快实验室成果的产业化转化,大力应用天然可利用资源,以提高表面活性剂的生物相容性,符合生态和绿色环保要求。

文章来源:https://www.hanspub.org/journal/PaperInformation.aspx?paperID=32481

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浅谈 开关 表面活性剂 能及 应用 进展

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